ŻELAZO Flashcards
jaki jest podział żelaza ze względu na jego formę występującą w białkach organizmu?
*żelazo niehemowe - występujące w białkach hemu; mogą to być np centra Fe-S
*żelazo hemowe - żelazo związane z protoporfiryną i tworzy hem
jakie są najważniejsze funkcje żelaza?
- Transport i magazynowanie tlenu
- Kofaktor reakcji enzymatycznych głównie tam, gdzie zachodzi transport elektronów, np.:
- łańcuch oddechowy,
- synteza hormonów steroidowych (cytochrom P450),
- mechanizm działania SCD1 - Synteza kolagenu
- Synteza i naprawa DNA
- Procesy detoksykacji (cytochrom P450)
- Reakcje odpornościowe
- Udział w wytwarzaniu reaktywnych form tlenu
– małe ilości działanie korzystne
- duże ilości działania niekorzystne; zatrucie żelazem
jakie są najważniejsze białka zawierające żelazo niehemowe?
transferyna - transport żelaza
ferrytyna - magazynowanie żelaza
jakie są najważniejsze białka zawierające żelazo hemowe?
hemoglobina
mioglobina
cytochromy w łańcuchu oddechowym
jak wygląda homeostaza puli żelaza u noworodka a jak u osoby dorosłej?
Noworodek rodzi się z około 250 mg całkowitego żelaza. Podczas
wzrostu absorpcja żelaza musi przewyższać jego utratę o około 0,5 mg
dziennie. Podobnie u dzieci absorpcja (podaż) musi przewyższać jego utratę.
Dorosła osoba wchłania około 1 grama żelaza na dobę i tyle samo wydala, a jego całkowita pula żelaza w ustroju wynosi 4000mg.
jakie objawy występują u noworodków wskutek niedoboru żelaza?
zaburzony rozwój psychoruchowy
z jakim białkiem związana jest większość żelaza organizmu?
z hemoglobiną (68%)
gdzie wchłaniane jest żelazo? (w przewodzie pokarmowym)
dwunastnica - większość
górny odcinek jelita cienkiego
na jakim stopniu utlenienia jest większość żelaza pokarmowego?
na III
jaki związek stymuluje wchłanianie żelaza w przewodzie pokarmowym?
askorbinian
jak hem przechodzi przez błonę apikalną enterocytu?
przez translokator
jaki enzym błony apikalnej enterocytu redukuje żelazo z III st utleniania do II?
Dcyt b - reduktaza (poziom mRNA tego enzymu rośnie przy braku żelaza) - zamiast tego enzymu może też to robić askorbinian z pożywienia
w jaki sposób Fe2+ przechodzi przez błonę apikalną enterocytu?
przez translokator DMT1
kotransport H+ z Fe2+
z czym łączy się Fe2+ wewnątrz enterocytu?
z apoferrytyną i powstaje ferrytyna (kompleks apoferrytyna i Fe3+!!!!!)
do czego przemieniany jest hem wewnątrz enterocytu?
do Fe2+ lub do biliwerdyny, a ta do bilirubiny
w jaki sposób transportowane jest Fe2+ do krwi przez błonę podstwną enterocytu?
przez ferryportynę 1
co się dzieje z Fe2+ we krwi?
jest utleniana przez 2 enzymy
*hefestynę - enzym błony podstawnej enterocytu
*ceruloplazminę - enzym osoczowy
z czym łączy się Fe3+ we krwi?
z apotransferyną i postaje transferyna (kompleks Fe3+ z apotransferyną)
w jaki sposób żelazo jest wchłaniane do komórek docelowych z krążenia?
przez receptor dla transferryny - internalizacja receptora w kompleksie z Tf-Fe
co się dzieje ze starymi erytrocytami?
zostają sfagozytowane przez makrofagi układu siateczkowo-śródbłonkowego śledziony po ok 120 dniach życia:((
co się dzieje w makrofagach z hemem odzyskanym ze zwłok RBC?
hem jest przekształcany do biliwerdyny pod wpływem oksygenazy hemowej
napisz reakcję katalizowaną przez oksygenazę hemową
hem + 3,5NADPH + 3O2 —> biliwerdyna + 3H2O + Fe2+ + CO + 3,5NADP+
gdzie zlokalizowana jest oksygenaza hemowa?
siateczka endoplazmatyczna
mikrosomy
w jakiej formie bilirubina jest transportowana we krwi?
związana z albuminą
napisz reakcję przemiany biliwerdyny do bilirubiny
E: reduktaza biliwerdyny
biliwerdyna + NADPH+H+ –> bilirubina + NADP+
ile jonów Fe3+ może połączyć się z jedną transferyną?
2
co się dzieje z receptorem dla transferyny jak żelazo wewnątrz komórki docelowej zostanie już odłączone w lizosomach?
w połączeniu z apotrasfeync wraca do błony gdzie oddysocjowuje od niego apotransferyna do krwi
jaki jest marker nadmiaru żelaza w organizmie?
nadmierne wysycenie transferyny żelazem (bo normalnie jest ona w osoczu wysycona tylko w 30%)
co jest wskaźnikiem poziomu żelaza zmagazynowanego w ustroju?
poziom osoczowej ferrytyny –> normalnie jest jej mega mało
jakie jest działanie hepcydyny?
hamuje ferryportynę 1 –> zapobiega uwalnianiu żelaza z enterocytów, śledziony i hepatocytów
gdzie syntezowana jest hepcydyna?
w wątrobie
kiedy poziom hepcydyny wzrasta?
gdy stężenie żelaza we krwi jest wysokie (odwrotnie jest przy niedoborze żelaza)
jak hepcydyna działa molekularnie na ferryportynę 1?
powoduje jej internalizację i degradację –> obniżenie poziomu żelaza w surowicy
co oprócz wysokiego stężenia osoczowego żelaza stymuluje syntezę hepcydyny?
patogeny
IL-6
proces zapalny
w jakim stanie chorobowym hamowana jest znacznie synteza hepcydyny?
w anemii
czym spowodowana jest niedokrwistość?
niedobór/brak żelaza
czym charakteryzuje się hemochromatoza?
nadmierne gromadzenie żelaza w różnych narządach (wątroba, trzustka, serce, skóra).
Transferyna wysycona w 100% (normalnie 20-50%)
czym jest hemosyderoza?
to objaw hemochromatozy –> obecność rogów żelaza w tkankach
czy może być spowodowana hemochromatoza wtórna?
- Wielokrotne przetoczenia krwi
- Terapia dożylna żelazem
- Hemosyderoza Bantu (przeładowanie żelazem związane z dietą)
jakie są inne stany chorobowe związane z przeładowaniem żelazem?
- Choroba alkoholowa wątroby
- Niealkoholowe stłuszczenie wątroby
- Zapalenie wątroby typu C
czym charakteryzuje się hemochromatoza wrodzona?
uwarunkowana jest najczęściej mutacją genu HFE, ale wykrywa się także mutacje genów kodujących hepcydynę, TfR2, hemojuwelinę (białko regulujące ekspresję hepcydyny) i ferroportynę. Na skutek ich nieprawidłowego działania dochodzi do zwiększonego wchłaniania żelaza w jelitach.
do czego służy białko HFE?
Łączy on dwa homodimery - TfR1 i TfR2, zlokalizowane w błonie hepatocytów i razem wszystkie te białka tworzą kompleks
wrażliwy na żelazo.
co się dzieje z kompleksem wrażliwym na żelazo pod wpływem związania z żelazem?
TfR1 wiąże transferrynę wysyconą żelazem (Tf-Fe) w miejscu, które częściowo pokrywa się z miejscem wiązania HFE. Przy wysokim poziomie żelaza i wysokim poziomie Tf-Fe HFE jest wypierane z TfR1 i może się wówczas przyłączyć do TfR2. Połączenie HFE z TfR2 pobudza wewnątrzkomórkową kaskadę sygnału, która aktywuje ekspresję genu dla hepcydyny.
w jakich reakcjach żelazo bierze udział w tworzeniu ROS?
reakcja Fentona
reakcja Hebera Weissa
napisz reakcję Fentona
H2O2 + Fe2+ → OH* + OH¯ + Fe3+
napisz reakcję Hebera Weissa
H2O2 + O2¯ → O2 + OH¯ + OH
jakie działanie wykazuje rodnik hydroksylowy? OH*
- choroby układu sercowo-naczyniowego
- choroby nowotworowe
- inne choroby
- proces starzenia
- działanie przeciwbakteryjne i cytotoksyczne
czym jest ferroptoza?
rodzaj śmierci komórki - towarzyszy jej duża ilość akumulacji żelaza, peroksydacji lipidów i akumulacji ROS w komórkach
gdzie głównie zachodzi synteza hemu w organizmie?
- szpiku kostnym (hem – substrat do biosyntezy hemoglobiny w prekursorach erytrocytów) ~85%
- wątrobie (synteza różnych hemoprotein, np. cytochromów łańcucha oddechowego, cytochromów P450 i innych)
- innych narządach – małe „ilościowo” znaczenie, ważne dla syntezy różnych
hemoprotein
gdzie w organizmie zachodzi degradacja hemu?
w śledzionie, wątrobie i nerkach (degradacja hemoglobiny i innych hemoprotein)
Inne narządy – degradacja różnych hemoprotein
napisz reakcję katalizowaną przez ALAS (syntezę delta-aminolewulinianową)
bursztynylo-CoA + glicyna –> 2ALA !!!(kwas delta - aminolewulinianowy) + CoASH + CO2
wymaga PLP
napisz reakcję katalizowaną przez ALAD (dehydrataza ALA)
2ALA –> H2O + 4 porfobilinogen
napisz reakcję katalizowaną przez UROD (dekarboksylaza uroporfirogenowa)
uroporfirynogen III —> 4CO2 + kaproporfirynogen III
napisz reakcję katalizowaną przez ferrochelatazę (substrat to protoporfiryna IX)
protoporfiryna IX + Fe2+ –> HEM
które produkty szlaku biosyntezy hemu są barwne (czerwone)?
protoporfiryna IX i hem
co hamuje hem?
- ALAS1
- Wyjście ALA z mitochondrium do cytoplazmy
- Ekspresję genu ALAS
jak zachodzi regulacja syntezy hemu w szpiku kostnym?
na poziomie ekspresji genu ALAS2
które enzymy szlaku biosyntezy hemu są hamowane przez ołów (Pb)?
ALAD i ferrochelataza
CASE
Dwuletnie dziecko trafiło do lekarza pediatry z
powodu dolegliwości żołądkowo-jelitowych i
apatii obserwowanej przez rodziców od kilku
ostatnich tygodni.
W badaniach laboratoryjnych wykazano
niedokrwistość mikrocytarną i zwiększone
stężenie ołowiu we krwi.
Który z enzymów należy podejrzewać o
zwiększoną aktywność?
A. ALAD
B. Ferrochelatazę
C. ALAS
D. Oksygenazę hemową
E. Syntazę porfobilinogenową
C
niedobór lub brak którego enzymy szlaku biosyntezy hemu powoduje niedokrwistość syderoblastyczną?
ALAS 2 - nie jest porfirią
niedobór lub brak którego enzymy szlaku biosyntezy hemu powoduje ostrą porfirię?
ALAD
niedobór lub brak którego enzymy szlaku biosyntezy hemu powoduje porfirię ostrą przerywaną?
dezaminaza porfobilinogenu
niedobór lub brak którego enzymy szlaku biosyntezy hemu powoduje wrodzoną porfirię erytropoetyczną?
kosyntaza
niedobór lub brak którego enzymy szlaku biosyntezy hemu powoduje porfirię skórną? !!!!
UROD
niedobór lub brak którego enzymy szlaku biosyntezy hemu powoduje dziedziczną koprofirię oraz mieszaną?
oksydazy
niedobór lub brak którego enzymy szlaku biosyntezy hemu powoduje protoporfirię erytropoetyczną? !!!!
ferrochelatazy
do czego może być przemieniana bilirubina w hepatocycie?
- łączy się z PAPS i tworzy siarczany (bilirubina sprzężona)
- łączy się z UDPGA i tworzy glukuronidy (aż 75%)
- inne pochodne bilirubiny
wszystkie następnie idą do kanalika żółciowego jako bilirubina sprzężona
napisz reakcję katalizowaną przez UGT1/UDP-glukonorozylotransferazę
bilirubina + 3UDP-glukozaminoglikan (UDP-GlcUA) –> monoglukoronid bilirubiny + diglukoronid nilirubiny + 3UDP
przez co stymulowana jest UGT1?
przez barbiturany - lek to fenobarbital
do czego zamieniany jest glukuronid bilirubiny w jelicie?
glukuronid bilirubin + H2O–>
kwas glukuronowy + bilirubina –>
urobilinogen –>
sterkobilina/urobilina –> wydalane z kałem/moczem
czym jest bilirubina wolna?
jest słabo rozpuszczalna w wodzie (dlatego krąży we krwi w kompleksie z albuminą).
Nerki jej nie filtrują (bo związana jest z albuminą), czyli nie ma jej w moczu!!! Może jednak przenikać barierę krew-mózg – obecna w OUN
czym jest bilirubina sprzężona ?
jest dobrze rozpuszczalna w wodzie, więc przy podwyższonym jej stężeniu we krwi, nerki ją filtrują, czyli może być w moczu!!!
Nie przenika bariery krew mózg – brak w OUN
jakie są typy żółtaczek?
- Żółtaczki hemolityczne –przedwątrobowe
- Żółtaczki miąższowe –wątrobowe
- Żółtaczki zastoinowe – mechaniczne-pozawątrobowe
- żółtaczka noworodków
jakie są objawy kliniczne żółtaczki hemolitycznej?
Bilirubina wolna we krwi ↑
Brak bilirubiny w moczu
Urobilonogen (urobilina) w moczu ↑
jakie są objawy kliniczne żółtaczki miąższowo-wątrobowej?
Bilirubina wolna we krwi ↑
Lub/i bilirubina sprzężona we krwi ↑
Jeżeli B-sprzężona we krwi ↑ to
bilirubina w moczu
ALT , ASPT ↑
niedobór UGT1
jakie są objawy kliniczne żółtaczki zastoinowej?
Bilirubina sprzężona we krwi ↑
Bilirubina sprzężona w moczu ↑
Brak urobiliny w moczu
Bóle żołądkowo-jelitowe
niedrożność przewodu żółciowego wspólnego
jakie są objawy kliniczne żółtaczki noworodków?
Bilirubina wolna we krwi ↑ 14-17mg/dL. Jest wynikiem nadmiernej hemolizy i niedojrzałości układu wątrobowego do wychwytywania, sprzęgania i wydzielania bilirubiny. Zmniejszona jest nie tylko aktywność UGT1, ale przypuszczalnie również biosynteza UDP-glukuronianu.
